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纳米级硫酸钡4大应用领域及特点

硫酸钡是一种重要的无机化工原料,它不仅具有良好的光学性能、化学稳定性,还具有特殊的体积、量子尺寸和界面效应等特点,因此在涂料、塑料、纸张、橡胶、油墨颜料等领域得到广泛的应用。纳米硫酸钡具有高比表面积、高活性、良好的分散性等优点,应用到复合材料中可表现出优异的性能。

1、塑料行业

把纳米硫酸钡加入到聚合物中得到具有高强度、高韧性的复合材料已经越来越受到人们的关注,如硫酸钡可加入到聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)、聚四氟乙烯(PTFE)等材料中,尤其对硫酸钡表面改性后使其力学性能得到了明显改善。

对大部分聚合物复合材料来说,随着改性剂用量的增加,复合材料的强度和韧性都是先增大再减小,这是因为用量过大会使纳米硫酸钡表面发生多层物理吸附,使其在聚合物中的团聚现象严重,影响复合材料的力学性能,并使无机填料的优良特性难以发挥;改性剂用量少,则会使纳米硫酸钡与聚合物之间的连接界面缺陷增多,导致复合材料的力学性能降低。

除了上述表面改性剂的用量对复合材料的力学性能有很大的影响外,硫酸钡的用量也是一个重要的因素。这是因为纳米硫酸钡的强度很大,添加到复合材料中可以起到承载的作用,从而产生一定的增强作用。但当纳米硫酸钡的含量过高(超过4%)时,因其在复合材料中的团聚现象和无机微粒的加入使基体缺陷增加,使得复合材料更加容易断裂,从而使复合材料的力学性能变差。因此,硫酸钡的加入量一定要在其适宜的力学性能范围内进行。



2、涂料行业

硫酸钡作为体质颜料广泛应用于涂料中,对提高涂膜的厚度、耐磨性、耐水性、耐热性、表面硬度、耐冲击性等起着非常重要的作用。另外,由于它的吸油量低,有很高的填充量,用于水性涂料、底漆、中间涂层、油性涂料中可降低涂料成本,用其取代水性涂料中10%~25%的钛白粉,结果显示白度提高,遮盖力没有下降。

涂料用超微细硫酸钡的特点:1)粒径很细,粒度分布窄;2)分散于树脂液中具有透明性;3)在涂料基料中分散性好;4)与有机着色颜料相配合具有分散助剂作用;5)可以改善物性。

3、造纸行业

硫酸钡具有物理化学稳定性好、硬度适中、白度大、能吸收有害射线等优点,所以常被用于造纸行业。

例如,复写纸是一种常见的学习、办公用品,但其表面容易脱色,因此要求硫酸钡吸油值高,可以提高纸张的吸墨性;粒径小且粒度均匀,可使纸张更加平整,对机器造成的磨损小。

4、化纤行业

粘胶纤维又称“人造棉”,其性质和天然棉纤维类似,如抗静电、吸湿性好、易染色、易于纺织加工。而纳米硫酸钡又具有良好的纳米效应,将二者作为原料制成的纳米硫酸钡/再生纤维素共混纤维是一种新型的复合纤维,可保持各组分独特的性能,而且通过相互之间的“协同作用”,弥补单一材料的缺点,展现出复合材料的新性能。